DE69625850T2 - Pumpe mit mindestens einer Welle - Google Patents

Pumpe mit mindestens einer Welle

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/10Shaft sealings
    • F04D29/12Shaft sealings using sealing-rings
    • F04D29/126Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for liquid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3404Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe des Typs, wie es in dem Oberbegriff von Anspruch 1 dargelegt ist.
  • US-A-4,377,290 offenbart eine Wellendichtungseinrichtung, die einen Statorring aufweist, der in radialer Richtung an einer Rückwand mittels permanent montierter Halteeinrichtungen befestigt ist, wobei ein Rotorring fest mit den rotierenden Pumpenteilen verbunden ist. Der Rotorring liegt dichtend an dem Statorring an. Zwischen der Rückwand und dem Statorring ist eine ringförmige Kammer vorgesehen, die einen elastischen Dichtungsring, wie zum Beispiel einen O-Ring, aufnimmt. Die ringförmige Kammer hat in axialer Richtung eine Länge, welche die Abmessung des Querschnitts des elastischen Rings, zum Beispiel eines O- Rings in axialer Richtung überschreitet. Diese Wellendichtung ist nicht selbstdichtend, weil kein Platz für kleine hin- und hergehende Bewegungen des elastischen Rings vorhanden ist. Es gibt keinen einfachen Zugang für das gepumpte Fluid zu der ringförmigen Kammer.
  • Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Pumpe des vorher angeführten Typs zur Verfügung zu stellen, bei der die Wellendichtung weniger Reinigung als bisher bekannt erfordert, und bei der die Wellendichtung ohne die Verwendung von Werkzeugen leicht zu demontieren/montieren ist, wenn sie manuell gereinigt werden soll.
  • Die erfindungsgemäße Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich der ringförmigen Kammer direkt von der Rückwand begrenzt begrenzt ist und daß der kegelstumpfförmige Bereich des Endkragens mit einem oder mehreren umlaufenden, gerundeten Vorsprüngen versehen ist, die an der ringförmigen Öffnung der ringförmigen Kammer plaziert sind, wobei die Kammer eine Länge von 1,1-1,5, vorzugsweise 1,3-1,5 mal dem Querschnittsdurchmesser des O-Rings hat. Die sich ergebende Wellendichtung ist besonders leicht zu reinigen, da während des Betriebs der Pumpe der elastische Dichtungsring kleine hin- und hergehende Bewegungen in axialer Richtung innerhalb der Kammer ausführen kann, insbesondere deswegen, weil die Länge der ringförmigen Kammer in axialer Richtung die Länge des Dichtungsrings in axialer Richtung überschreitet. Der trichterartige Einlassdurchgang sichert einen bequemen Zugang des gepumpten Fluids zu der Kammer und zu dem Dichtungsring. Mit anderen Worten, der Dichtungsring und seine ringförmige Kammer sind beide im Wesentlichen selbstreinigend. Im Ergebnis dessen ist die vorliegende Kreiselpumpe insbesondere für das Pumpen von flüssigen Nahrungsmitteln geeignet, die natürlich einen hohen Hygienestandard erfordern. Die Wellendichtung ist darüber hinaus sehr leicht zu montieren, da keine speziellen Werkzeuge für ihre Montage erforderlich sind. Nur der Statorring und der Rotorring müssen ausgewechselt werden, wenn die Wellendichtung beschädigt ist und diese Bauteile sind leicht zu demontieren/montieren, da die permanenten Halteeinrichtung unberührt bleiben.
  • Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung eine umlaufende Vertiefung, die in der Rückwand vorgesehen ist und die ringförmige Kammer teilweise definiert, angrenzend an eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Oberfläche auf der dem Flügelrad zugewandten Seite der Rückwand angeordnet. Damit wird leicht erreicht, daß auf der Druckseite der Pumpe (der hinteren Fläche des Flügelrads) zirkulierende Ströme in dem Pumpmedium entstehen können, wobei die Ströme verhindern, daß in schädlicher Weise ein Teil des Pumpmediums (des Lebensmittels) über einen längeren Zeitraum an derselben Stelle bleibt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich erläutert, die zeigen in
  • Fig. 1 eine Ausführung der erfindungsgemäßen Pumpe, ausgebildet als Kreiselpumpe und mit einer speziellen Wellendichtung versehen, wobei ein großer Teil des Flügelrads sowie des Pumpengehäuses, mit Ausnahme eines kleinen Teils der Rückwand, entfernt sind,
  • Fig. 2 eine Ansicht der ringförmigen Kammer mit angeordnetem O- Ring in einem vergrößerten Maßstab, und
  • Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Pumpe, ausgebildet als Drehkolbenpumpe.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Kreiselpumpe weist ein Flügelrad 1, das mit Schaufeln 2 versehen und an einer Pumpenwelle 3 befestigt ist. Die Pumpenwelle verläuft durch eine Öffnung in der Rückwand 4 des Pumpengehäuses. Eine Wellendichtungseinrichtung 6 ist zwischen der Rückwand und der Pumpenwelle angebracht. Die Vorrichtung weist einen Statorring 10, der an der Rückwand 4 befestigt ist und einen Rotorring 25 auf, der fest mit der Rückseite des Flügelrads verbünden ist und dichtend an der Endfläche des Statorrings anliegt. Wie zu sehen ist, sind die äußere Oberfläche der Welle 3 und die innere Oberfläche des Statorrings 10 bzw. des Rotorrings 25 geringfügig voneinander entfernt. Zwischen der Rückwand 4 und dem Statorring 10 ist eine ringförmige Kammer 12 vorgesehen, die einen elastischen Dichtungsring, wie zum Beispiel einen O-Ring 13 aufnimmt. Die Länge der ringförmigen Kammer 12 in axialer Richtung überschreitet die Abmessung in axialer Richtung (im vorliegenden Fall den Durchmesser) d des Querschnitts des O-Rings und die Kammer ist ferner mit einem im Wesentlichen umlaufenden, trichterartigen Einlassdurchgang 14 versehen. Da die Länge der Kammer 12 in axialer Richtung den Querschnitt des O-Rings 13 überschreitet, kann der O-Ring 13 während des Betriebs der Pumpe sehr kleine hin- und hergehende Bewegungen ausführen, wodurch der O-Ring so wirkt, als ob er die Kammer 12 reinigt. Die Selbstreinigung sichert, daß das Pumpmedium (wie z. B. ein flüssiges Lebensmittel) sich dauerhaft in den Ecken der Kammer festsetzt.
  • Wie in Fig. 2 dargestellt, kann die ringförmige Kammer 12 teilweise durch eine innere, umlaufende, vorzugsweise im Wesentlichen zylindrische Vertiefung 14 in der Rückwand, teilweise durch eine äußere, im Wesentlichen zylindrische Oberfläche 15 auf dem Statorring 10 und teilweise durch einen an dem Statorring vorgesehenen Endkragen definiert sein. Die Endfläche des Rotorrings 25 kann gegen die Endfläche 16a dieses Endkragens anliegen.
  • Wie auf der linken Seite in Fig. 2 dargestellt ist, kann die zylindrische Vertiefung 14 im Übergangsbereich 17 zwischen der inneren Zylinderfläche der Vertiefung 14 und der ebenen unteren Fläche 18 der Vertiefung gerundet sein. Die Rundung an dem übergangsbereich 17 ist normalerweise kreisförmig ausgeführt.
  • Der Teil des Endkragens 16 des Statorrings 10, welcher der Zylinderfläche des Rings 10 zugewandt ist, kann kegelstumpfförmig ausgebildet und wahlweise mit einem oder mehreren umlaufenden, gerundeten Vorsprüngen 16b versehen sein. Vorzugsweise hat die ringförmige Kammer 12 eine Länge von 1,1-1,3, zum Beispiel 1,2- 1,3, mal dem Querschnittsdurchmesser des O-Rings.
  • Wie in Fig. 2 dargestellt ist, kann die in der Rückwand 4 vorgesehene umlaufende Vertiefung 12 benachbart zu einer im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Fläche 4a auf der Seite der Rückwand 4 ausgebildet sein, welche dem Flügelrad 1 zugewandt ist.
  • Der Rotorring 25 kann an der hinteren Fläche 1a des Flügelrads befestigt sein, indem er direkt in das Nabenteil 41 des Flügelrads 1 eingesetzt ist. Wie zu sehen ist, ist der Rotorring in eine Hilfsvertiefung 42 in der Nabe des Flügelrads 1 eingesetzt, wobei die Hilfsvertiefung vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und wahlweise mit einem abgestuften Boden 43 versehen ist. Der Rotorring kann in der Hilfsvertiefung durch Einpressen oder mit Hilfe eines Befestigungselements, wie zum Beispiel eines Befestigungsstifts 44 befestigt sein. Eine zweite Dichtungskammer 46 kann zwischen der Fläche 25a des Rotorrings 25, die radial nach außen zeigt, und einer Fläche in der Hilfsvertiefung, die radial nach innen zeigt, vorgesehen sein, wobei ein elastischer Hilfsdichtungsring, wie zum Beispiel ein Hilfs-O-Ring 47 in die zweite Kammer eingesetzt ist. Vorzugsweise hat diese Dichtungskammer in axialer Richtung eine Länge von 1,1-1,5, zum Beispiel 1,2- 1,3, mal der Abmessung (in diesem Fall des Durchmessers) 6 des Querschnitts des Hilfsrings.
  • Der Rotorring 25 und/oder der Statorring 10 können im Querschnitt im Wesentlichen S-förmig sein.
  • Der Statorring 10 kann an der Rückwand 4 des Pumpengehäuses durch eine topfförmige Abdeckung 19 befestigt sein, die zum Beispiel durch Schrauben an dem Gehäuse befestigt ist, wobei ein vorgespanntes Federelement 20, wie zum Beispiel eine Schraubenfeder, zwischen der Abdeckung und dem Statorring 10 koaxial mit dem letzteren angeordnet ist und gegen eine ringförmige Scheibe 21 gedrückt wird, welche wiederum gegen die Endfläche des Statorrings drückt, die von dem Flügelrad 1 abgewandt ist.
  • An der Seite, welche der Endfläche des Statorrings zugewandt ist, kann die ringförmige Scheibe 21 mit wenigstens einem, sich in axialer Richtung erstreckenden, stiftartigen Vorsprung 22 versehen sein, der mit einer entsprechenden Einkerbung in dem Ende des Statorrings zusammenwirkt, um zu verhindern, daß sich der letztere dreht, wobei jedoch trotzdem kleine Bewegungen des Statorrings in axialer Richtung erlaubt sind. Entlang ihres Umfangs kann die ringförmige Scheibe mit zwei radial verlaufenden, stiftartigen Vorsprüngen versehen sein (von denen an der Bezugszahl 21a in Figur. 1 nur eine sichtbar ist, die mit Einkerbungen oder Hohlräumen (nicht dargestellt) in dem topfförmigen, deckelartigen Halteelement. 19 zusammenwirken, so daß die Druckscheibe 21 sich in Bezug auf das Halteelement 19 nicht drehen kann.
  • Ein Ablaufzylinder 24 kann durch eine zentrale Öffnung in der ringförmigen Scheibe 21 eingesetzt sein und in Fortsetzung des Statorrings 10 ist ein Hohlraum zwischen er Welle 3 und der Innenfläche des Statorrings bzw. des Ablaufzylinders vorgesehen, wobei der Innendurchmesser des Zylinders im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Statorrings 10 entspricht. Der Ablaufzylinder kann sich durch eine zentrale Öffnung 26 in der Abdeckung 19 nach außen erstrecken. Der Ablaufzylinder kann durch Anpressen mit Hilfe der ringförmigen Scheibe 21 von einem oder mehreren Vorsprüngen 27 an dem Ablaufzylinder 24 gegen den Statorring 10 an dem Statorring befestigt werden.
  • Der Ausdruck "O-Ring" ist in weitestem Sinne des Wortes zu verstehen, da dieser Ring nicht nur einen kreisförmigen, sondern auch einen C-förmigen, quadratischen oder V-förmigen Querschnitt aufweisen kann.
  • Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann die Pumpe eine Drehkolbenpumpe (Rotations-Zahnradpumpe) sein. Wenn das der Fall ist, sind zwei Wellen 3' und 3" in der Wand 4' des Pumpengehäuses angeordnet. Jede Welle ist mit einem Kreiskolben-Zahnrad 1' bzw. 1" versehen Dem Statorring 10 mit einem elastischen Dichtungsring 22 in Fig. 1 entsprechend sind jetzt die Statorringe 10', 10" und elastische Dichtungsringe 22' bzw. 22" vorgesehen. Die permanent montierte Halteeinrichtung ist mit den Bezugszahlen 19', 19" bezeichnet. Der Rotorring, der dem Rotorring in Fig. 1 entspricht, ist in Fig. 3 durch die Bezugszahlen 25, 25" gekennzeichnet. Die Wellendichtüngseinrichtung in Fig. 3 wirkt in der gleichen Weise, wie die in Fig. 1 dargestellte Wellendichtung.

Claims (2)

1. Pumpe mit wenigstens einer rotierenden Welle (3, 3', 3"), beispielsweise eine Kreiselpumpe oder eine Drehkolbenpumpe, mit einem rotierenden Pumpenteil oder Pumpenteilen (1, 1', 1"), wie etwa einem Flügelrad (1) oder Drehkolben (1', 1"), und mit einem Pumpengehäuse (4'), wobei eine Wellendichtungseinrichtung (6) zwischen der Welle (3, 3', 3") und einer Rückwand (4) in dem Pumpengehäuse an einem Ort angeordnet ist, wo die Welle durch eine Öffnung in der Rückwand verläuft, und wobei die Wellendichtungseinrichtung einen Statorring (10, 10', 10"), der in radialer Richtung fest an der Rückwand (4, 4') mittels permanent montierter Halteeinrichtungen (19, 20, 21, 19', 19") befestigt ist, und einen Rotorring (25, 25', 25 ") aufweist, der fest mit der Rückseite (1a) der rotierenden Pumpenteile, wie etwa dem Flügelrad oder dem Drehkolben, verbunden ist und dichtend an dem Statorring anliegt, und wobei eine ringförmige Kammer (12) zwischen der Rückwand (4, 4') und dem Statorring (10, 10', 10") vorgesehen ist, wobei ein O-Ring in der ringförmigen Kammer (12) angeordnet ist, wobei die ringförmige Kammer (12) einen trichterartigen Einlaßdurchgang (8) hat, der u. a. auf einer Seite durch einen Endkragen (16), der an dem Statorring (10) gebildet ist, definiert wird, wobei der Bereich des Endkragens (16), der der ringförmigen Kammer (12) zugewandt ist, kegelstumpfförmig ist, dadurch gekennzeichnet, daß' ein Bereich der ringförmigen Kammer (12) direkt von der Rückwand (4, 4') begrenzt ist und daß der kegelstumpfförmige Bereich des Endkragens (16) mit einem oder mehreren umlaufenden, gerundeten Vorsprüngen (16b) versehen ist, die an der ringförmigen Öffnung der ringförmigen Kammer (12) plaziert sind, wobei die Kammer (12) eine Länge von 1,1-1, 5, vorzugsweise 1,3-1, 5, mal dem Querschnittsdurchmesser (d) des O-rings (13) hat.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine umlaufende Vertiefung (12), die in der Rückwand (4) vorgesehen ist und die ringförmige Kammer teilweise definiert, angrenzend an eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Oberfläche (4ä) auf der dem Flügelrad (1) zugewandten Seite der Rückwand (4) angeordnet ist.
DE69625850T 1995-05-24 1996-05-13 Pumpe mit mindestens einer Welle Expired - Lifetime DE69625850T2 (de)

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